关于MK8463轧辊磨床振纹的产生原因及解决办法

关于MK8463轧辊磨床振纹的产生原因及解决办法

任中杰,李玉祥,温亚楠

河南中孚高精铝材有限公司 河南巩义 451200

摘要：目前，MK8463系列轧辊磨床作为国产轧辊磨床系列的成熟产品，因其设备可靠性在铝板带材加工行业中占比较重，但与同行业德国进口轧辊磨床相比，仍有一定差距，在磨削过程中易产生振纹等问题，且不易消除。如轧辊振纹印到带材表面，则对带材成品率、生产成本等指标有较大影响。文章通过对国内某高精铝公司MK8463轧辊磨床在调试生产过程中遇到的振纹问题进行总结，简要分析了振纹的产生原因，并提出了解决办法。

关键词：铝板带材加工；MK8463轧辊磨床；振纹；

引言

国内某高精铝公司MK8463轧辊磨床在调试生产初期，其冷轧机2550mm工作辊辊面的振纹问题严重拖延了磨床的调试安装进度，极大影响了工作辊的磨削质量和磨削效率。探究这些振纹的形成原因和解决方法，对现场的生产稳定有极大的作用和意义。

1. 振纹的概念

磨削时轧辊表面在圆周方向上出现的一种明暗相间的条纹，轻微时侧光观察可见，严重时肉眼可见，还会有手感，这种缺陷叫做振纹。一方面它打乱了轧辊表面的正常磨削纹理分布状态，另一方面也使辊面粗糙度（Ra值）不均匀，辊面质量不符合相关磨削工艺要求，给磨削人员增加了磨削难度。

某高精铝公司的MK8463轧辊磨床在试磨2550mm工作辊初期，就遇到了这种振纹问题。即使尝试了各种不同的磨削手段，也无法完全消除。究其原因，这是由于在磨削过程中产生的振动，使砂轮相对轧辊的移动或者说砂轮对轧辊磨削的压力发生了周期性的变化，因此在轧辊表面形成了振纹。

在处理遇到的各种振纹问题时，我们发现，磨削时因振动形成振纹的因素太多且机理复杂，目前尚未有一套可涵盖所有情况的成型理论来判断其成因，其中经验的积累是帮助判断振纹成因的重要手段。通过对国内某高精铝公司MK8463轧辊磨床在调试生产过程中遇到的振纹问题进行分析汇总，将产生振纹的振动源总结为以下几点：

1）轧辊磨床的制造精度和安装精度不达标产生的振动；

2）因砂轮问题产生的振动；

3）轧辊与磨床的接触不良产生的振动；

4）磨削工艺参数不合适产生的振动；

2. 振纹的解决方法

振纹一般是由于磨床或轧辊本身刚性不够，在磨削时易出现。整体设备的工艺系统在磨削过程中产生的振动，直接影响了轧辊的表面质量和生产效率。如果在半精磨和精磨抛光工序中，振动得不到及时消除和抑制，那么在轧辊表面上必然映射出振纹。

消除振纹，首先是消除不正常的振动，然后按照振纹的明显程度选择适合的磨削方式。明显的振纹要从粗磨开始消除，不明显的振纹从半粗磨开始消除。

2.1因制造精度或安装精度不达标产生的振动

2.1.1床身精度差

良好的床身精度是保证高精度磨削的基础。受外部因素制约，床身精度在安装时不一定能调整到最佳理想状态，且床身几何精度在使用过程中会逐渐变差，需定期检测并加以调整。

1）确保工件床身和砂轮床身的直线度、两床身之间的水平度等相关要求符合标准，避免轧辊在磨削时出现“失圆”现象；当轧辊回转轴心线与托板横向运动方向不平行、砂轮床身导轨在水平平面内直线度误差超差时，将影响轧辊表面的圆柱度，会在磨削时产生振动；

2）Z轴拖板采用减速箱和齿轮齿条传动。如减速箱齿轮的重叠系数减小，啮合精度降低，在运转过程中便会产生冲击，产生振动。对于此种情况，需对齿条水平精度、减速箱齿轮与齿条间隙进行检查，据检测结果做出相应调整或更换，以保证减速箱齿轮齿面与齿条中部接触，运转平稳；

3）如磨削结果不稳定，可对床身精度进行多次重复检测，查看Z轴拖板、磨架浮起量是否稳定且符合要求（拖板浮起量范围0.003-0.008mm，磨架浮起量范围0.002-0.004mm），避免出现“爬行”现象，产生振动。

2.1.2主轴偏心套精度差

砂轮主轴是轧辊磨床的“心脏”。MK8463轧辊磨床采用高精度回转式静压偏心套结构，利用小角度回转偏心套实现曲线磨削，由SIEMENS交流伺服电机经过ATLANTA减速箱驱动预加载荷的消除间隙的滚珠丝杠带动偏心套筒回转，保证了高精度曲线磨削。

受运输吊运因素影响，在安装现场，应对主轴精度及各油腔压力进行测量，保证主轴刚性良好，满足生产需求。

1）检测砂轮主轴径向和轴向跳动、主轴锥面同心度、皮带轮端的径向间隙是否符合要求，如有异常，应及时调整以保证精度的严密性；

2）砂轮主轴轴承采用动静压轴承，偏心套采用静压轴承，其油路通过调节毛细管可调节流器的长度来控制供油压力。如砂轮主轴及偏心套前后轴承油腔压力没有保持均匀一致，主轴和偏心套间隙发生变化，则会影响主轴在运行时的稳定性和平衡性，致使磨削时产生振纹。可通过调节毛细管长度来实现各润滑点流量、压力的调节，直至达到最佳效果；

3）主轴伺服电机的传动皮带长短或松紧不一致，也会带来振动，应认真检查，保证皮带的松紧适度、长短一致。

2.1.3头架皮带或浮动拨盘状态不好

头架采用SIEMENS电机经三级窄形三角皮带传动减速后驱动工件，且头架花盘上安装有自位式浮动拨盘装置，受运输吊运等因素影响，在安装现场需重新检测其精度并作调整，内容如下：

1）检查头架皮带的松紧程度，不能过松或过紧，应根据实际情况进行调整；

2.2因砂轮产生的振动

2.2.1砂轮选型不合适

通常可通过轧辊和砂轮的转速来测算振纹的间距，再与实际振纹的测量数值对照，就能很准确的判断出是不是砂轮振纹；应根据轧辊材质选择合适硬度的砂轮，

2.2.2砂轮修整质量差

1)适时地检查金刚笔状态对砂轮修整来说很重要。如果金刚笔尖磨损较重，一定要及时更换，确保砂轮修整后的表面状态良好，保持良好的切削性能；

2.2.3砂轮平衡状态差

1）确保新砂轮上机前做过静平衡；

2.3因轧辊与磨床接触不良引发的振动

轧辊通过卡具与头架花盘相连，放置在中心架托瓦上。受各种因素制约，如卡具设计、中心架螺栓状态、托瓦尺寸、轧辊尺寸不合理，轧辊在高速磨削时也会受到影响，产生振纹。

2.3.1卡具不合理

1）检查卡具两端拨叉与花盘拨柱的接触面是否平整紧密；缩短卡具两端拨叉的长度；可尝试将卡具改造为单边拨；

2.3.2中心架托瓦螺栓未紧固到位

1）检查中心架上下压板的紧固情况，对螺栓松动的地方进行加固，保证托瓦在磨削时的稳定性；

2.3.3托瓦形状尺寸不合适

1）部分国产轧辊磨床的托瓦支撑面略宽，可将底瓦和侧瓦同时加工，留约100mm即可；

2.3.4轧辊尺寸超差

1)轧辊尺寸方面的影响因素主要是辊脖部位的圆跳动公差，磨削人员应依据轧辊相关技术数据要求对此项进行检查核实。如辊脖部位圆跳动过大，也容易引起磨削振动，产生振纹。

2.4因磨削工艺参数不合适产生的振动

因磨削工艺参数不合适引发的振动，主要发生在磨床调试初期或新辊磨削初期，因操作人员对设备能力属性和轧辊特性不熟悉、不了解。此种振动引起的振纹一般较轻，侧光可见，振纹或在粗磨过程中产生，精磨抛光时不好消除，或在精磨抛光阶段产生新的振纹。

3. 结论

据了解，振纹问题属于轧辊磨床系列的“顽疾”，在磨削过程中产生振纹的几率很大。产生振纹的原因可能是一种异常情况，也可能是几种异常情况结合在一起造成的，而且在生产调试过程中会反复出现。这就需要磨床操作人员及相关设备人员根据现场实际磨削结果来分析判断，对症下药，找出问题，解决问题。以上几种方法都是我们在MK8463轧辊磨床调试过程中遇到振纹问题时已实施并取得良好效果的方法，对解决振纹问题有极大改善，可有效缩短磨床安装调试周期，提高轧辊磨削质量，降低生产经营成本。

参考文献：

[1]彭志辉 中小型铝加工厂铝板、带、箔材生产 中南大学出版社 2015（10）

[2]王凯 轧辊磨床磨削工艺参数合理选择对轧辊质量的影响 [J].现代机械.2008（04）

[3]梁文勇.精密轧辊磨削中存在的问题及处理办法[J].制造技术与机床.2012（10）

作者简介：任中杰（1988-），男（汉），毕业于山西大学，磨床专业，工程师。